4. Milyen hőmérsékletfogalmakat határoznak meg a szabályzatok, hogyan függ ezektől a nyomástartó berendezések méretezése, nyomásbírása, üzemeltetése?

A hőmérsékletet °C-ban mérjük (273,15°K), a tartányoknál két hőmérsékletről beszélünk.

Üzemi hőmérséklet (tü) a tartány töltetének üzem közben mérhető hőmérséklete. tü£t.

Méretezési hőmérséklet (t) amelyet a tartány fala üzemközben felvehet.

Nem fűtött tartány, - ha a töltet nem szenved további hőemelkedést, - ha a töltet vegyi átalakulás miatt a tartányban fölmelegszik, az a legmagasabb hőmérséklet amire melegedhet.

Fűtött tartány, - ha töltete belső fűtést kap, amire a töltet felmelegedhet, - ha a tartány külső fűtést kap, akkor a fűtőközeg max. hőmérséklete.

5. Milyen szerkezeti anyagok, félgyártmányok, szerelvények használhatók fel a veszélyes terhelésű nyomástartó edények gyártásához, javításához? Hogyan határozható meg a szerkezeti anyagban megengedhető feszültség?

Csak olyan anyagok használhatók fel, melyeknek minőségi bizonylata és szakítási bizonylata van.

Felhasznált anyagok:

kazánlemezek KL 1-10, 450-500°C

hőálló acélok H 5-10, 500-1000°C

hidegzárós acélok AH 120, AH 195, -50- -200°C

korrózió álló acélok KO 3-6, KO 34-41, 300-500°C

hidrogénálló acélok 14HCM

Alkatrészek igénybevételei: húzás, nyomás, nyírás, hajlítás, csavarás.

dmeg=F/A

A megengedett feszültség az anyag szilárdsági jellemzőjének és biztonsági tényezőjének hányadosa.

dmeg=Rt/n

A biztonsági tényező függ: - szilárdsági jellemzőtől, - anyag fajtájától, - terhelés módjától.

A berendezés gyártásához felhasznált anyagok legyenek alkalmasak az egész várható élettartamára. A hegesztés hozag- és segédanyagai is feleljenek meg.

A nyomással igénybe vett részek anyaga elégítse ki az alábbiakat:

- képlékenység, szívósság, ridegtörés megelőzése,

- legyen ellenálló a töltet vegyi hatásaival szemben,

- ne legyen öregedésre hajlamos,

- alkalmas legyen a tervezett technológiákra,

- az anyagok érintkezésekor a nem kívánt kölcsönhatásokban ne vegyen részt.

A gyártó az anyagra vonatkozó előírásokat betarthatja:

- szabványoknak megfelelő anyagok alkalmazásával,

- európai anyagjóváhagyással rendelkező anyagok alkalmazásával,

- szakvélemény alapján történő anyagjóváhagyással.

Tüzeléssel vagy más módon fűtött berendezésnél a már felsorolt követelményeken túl biztosítani kell:

- az üzemi jellemzők, így például a hőbevitel, hőelvétel és a töltetszint szabályzására, a helyi és általános túlhevülésből adódó veszély kiküszöbölésére alkalmas védelmi eszközöket,

- mintavételi helyeket, amelyek lehetővé teszik a töltet tulajdonságainak ellenőrzését, a lerakódások és/vagy korrózió okozta veszély kiküszöbölésére,

- a lerakódásokból eredő károsodások veszélyét kizáró alkalmas intézkedéseket,

- leállások esetén a maradék hő elvezetésének biztonságos módszerét,

- az éghető anyagok és a levegő gyúlékony keveredésének veszélyes mértékű felhalmozódásának vagy a lángvisszagyulladásnak a kizárását.

6. Milyen technológiával készíthetők a tartánytestek? Hogyan befolyásolja a gyártástechnológia a tartánytest méretezését, nyomásbírását?

Hengeres edényköpenyt méreteitől, anyagától, felhasználási területétől függően készítenek:

·        Varratnélküli acélcsőből (D£324 mm-ig),

·        Spirálhegesztésű acélcsőből (324<D£720 mm-ig),

·        Hengerré hajlított síklemezből,

·        Kovácsolással vastag falak esetén,

·        Mélyhúzással kisebb átmérőknél,

·        Hidegfolyatással, kisméretű színesfém edényeknél,

·        Öntöttacélból, öntöttvasból közepes méretű edényeknél.

Kötésmód:

Szegecselés dm=v(Rt/n)            szegecselési tényező v=(t-d)/t<1

Hegesztés dmv=(Rt/nü)v            hegesztési tényező 0,5,   0,6,   0,7,   0,8,   0,9

                                      1 szeres, 1 oldalt, kisvarr., közép varr., nagy varr.

A hegesztés gyökutánhegesztett tompa varrat, V, X, fél K, K. Nem lehet 3 varratnak egy pontban találkozni. Hegesztést csak minősített hegesztő végezhet.

Gyártástechnológia:

A felhasznált lemezvastagság a gyártástechnológiától függ. Az elméleti vastagságot egy korrekciós tényezővel (c1) növeli, valamint a kémiai, mechanikai hatásoktól függő korrekciós tényezőt is használ c= c1+ c2.

7. Milyen korróziókat ismer? Hogyan veszik figyelembe a korrózió hatását a tartánytest méretezésénél, nyomásbírásának meghatározásánál.

A korrózió és az erózió

Berendezések anyaga kölcsönhatásban van a töltettel és a környezettel, ezért a mechanikai hatásokon kívül kémiai, elektrokémiai és eróziós hatások is érhetik. Következmény a falvastagság, szilárdság csökkenése. Már a tervezésnél figyelembe kell venni.

A korróziós falvastagsági pótlék

A korróziós és eróziós folyamat lassú. A várható évi falvastagság-csökkenést (c^') beszorozzuk a berendezés tervezett élettartamával (É), olyan falvastagság értéket kapunk, amely élettartamának végéig roncsolódik, elveszik,

c₂=c'´E

Az edényelemben élettartama végén se ébredjen a megengedettnél nagyobb feszültség, korróziós falvastagsági-pótlékkal meg kell növelni. A gyártástechnológia befolyását is egy falvastagság-pótlékkal (c1) vettük figyelembe, ezért az elméletileg szükséges falvastagságot (s_e) két falvastagság-pótlékkal is ki kell egészítenünk,

s=s_e+c₁+c₂

A gyakorlat a két falvastagság-pótlékot összevonva jelöli

s=s_e+c

Ellenőrzésénél is figyelembe kell venni a gyártástechnológiai és korróziós pótlékot. A mért falvastagságból (s) levont pótlék után maradó falvastagsággal (s^') szabad számolni

s'=s-c

A korrózió és fajtái

A fémeket érceikből redukálják. Ez nem természetes állapot, ezért külső beavatkozás nélkül visszaalakulhatnak. Átalakuláskor az anyag gyártására fordított energia felszabadul és az anyaggal együtt a felhasználás számára elvész. Ez az átalakulási folyamat a korrózió. A korrózió hatásmechanizmus szempontjából három csoportra osztható:

a) kémiai vagy vegyi korróziók, b) elektrokémiai korróziók, c) egyéb korróziók,

mely utóbbi csoportba tartoznak az erózió és abrázió.

A kémiai korrózió

A töltet és a szerkezeti anyag képesek egymással vegyi reakcióra.

A kémiai korrózió megjelenési formája

Felületet viszonylag egyenletesen támadja, lehet egy folyamatos falroncsolódás, de létre hozhat bevonatot is.

A kémiai korrózió leggyakoribb fajtái:

Oxigén korrózió. Légköri hőmérsékleten rozsdásodást okoz, ötvözéssel csökkenthető.

Szénsav korrózió. Légköri hőmérsékleten szilárd karbonát réteggel vonja be a fém felületét, a folyamat gyakorlatilag megáll.

Hidrogén korrózió. Nagy hőmérsékleten és nagy nyomáson, hatása kettős, egyrészt a fal oxidrétegének hidroxiddá alakítása, másrészt a fémben oldódva térfogat és szilárdságváltozást okoz.

Vízgőz korrózió. Légkóri viszonyoknál 60 %-os vízpáratartalom felett fémhidroxid-réteg keletkezik, amely leválva lehetővé teszi a további korróziót.

Füstgáz korrózió. Hatása függ a füstgáz összetételétől, nedvességtartalmától, hőmérsékletétől.

Ipari gáz korrózió. Agresszív, vízgőz jelenléte fokozna hatásukat.

Az elektrokémiai korrózió

Feltétele: két különböző fémes anyag és elektrolitként szereplő savas vagy lúgos hatású töltet jelenléte. Galvánelemeket alkothatnak. Létrejöhet galvánelem - az elektrolit hatására - nemfémes és fémes anyag között is, sőt azonos fémek esetén is, ha a fémekkel érintkező elektrolitnak eltérő a koncentrációja.

A kialakult galvánelem anódja, negatívabb fém lesz. A fém szerkezetén keresztül, áramkört hoznak létre, hatására az anód ionjai oldatba mennek, anyaga fogy, roncsolódik. Mérteke a létrejött áramerősség függvénye, amely függ az elempárok anyagától, a töltettől, mint elektrolittól, valamint az áramkörben kialakult ellenállástól.

Az elektrokémiai korrózió nem egyenletesen támadja a fémfelületet, a sima fém felülete ragyássá válik. Kedvező körülmények között építhet fel védőréteget, amely a korróziós folyamatot meg is állíthatja.

Az elektrokémiai korrózió megjelenési formái

A foltkorrózió. Nagy felületeken alakulnak ki, szennyeződések következménye.

A pontkorrózió. Pontszerű foltok jelentkeznek, tölcsérszerűen terjeszkedik a korrózió.

A lyukkorrózió. Hasonló a pontkorrózióhoz, de mélysége igen jelentős, a lemezt átlyukaszthatja.

A szelektív korrózió. Ötvözött anyagból kristályszemcsék feloldódnak, az anyag szivacsszerű lesz.

A kristályközi korrózió. A fémkristályok felületén kiváló határfelület kioldódása. Veszélyes jelenség, a fém elveszti fémes csengését.

Az elektrokémiai korrózió leggyakoribb fajtái:

Kontakt korrózió. Különböző anyagú szerkezeti elemek érintkezési helyén keletkezik, pl. aluminium-sárgaréz, aluminium-acél, vagy a hegesztőpálca anyagát helytelenül választották meg.

Rés- vagy kapilláris korrózió. Szerkezeti elemek repedéseiben, szűk hézagokban jelentkezik, pl. egymásba illesztett edényelemeknél, ami konstrukciós hiba.

Fázishatár korrózió. Az állandó szinten tartott folyadék és a felette levő gáz vagy pára határán jelentkezik, a felszín alatti rész károsodik.

Kóboráram korrózió. Egyenáramú villamosvasúti sínekkel párhuzamosan földbefektetett acélcsöveknél jelentkezik, ha hibás a sínkötés.

Az egyéb korróziók és hatásukban hasonló jelenségek

Ebbe a csoportba sorolják azokat a korróziókat, amelyeknek hatásmechanizmusa még nem teljesen ismert, és azokat a jelenségeket, amelyeknek következménye hasonló a korrózióéhoz.

Feszültségi korrózió. Ha nagy mechanikai feszültségek vannak, miközben korróziós is éri, a károsodás felgyorsul, a húzófeszültségek irányára merőlegesen a kristályok között repedések keletkeznek.

Biológiai korrózió. Mikroorganizmusok is korróziót okozhatnak.

Nukleáris korrózió. A neutronsugárzás hatása a legjelentősebb, a kristályrácsban a fématomok közé beférkőzött neutronok a fémet rideggé, törékennyé teszik, legérzékenyebbek az ötvözetek.

Erózió. Az áramló gázok, gőzök, folyadékok koptató hatása (kavitáció is). Nem korróziók, csak hatásukban hasonlóak, a berendezés falát vékonyítják, vagy kagylósan felmarják.

Abrázió. Az áramló folyadékban, gázban lebegő szilárd anyagok koptató hatása. Ez sem korrózió, de itt a csőkönyökök kopása a legnagyobb.

8. Melyek a korróziók következményei és hogyan védekezünk ellenük.

A korrózió következményei

Két nagy csoportra bonthatók; egyik hatás a szerkezeti anyag mennyiségi vagy minőségi változása; másik a töltet összetételére, tisztaságára gyakorolt hatás.

A fal vastagság-csőkkenése. A kémiai, biológiai korróziók, az erózió és az abrázió valamint a foltkorrózió, a nyomással terhelt és elvékonyodott fal miatt a berendezés felrobbanását okozhatja.

A fal szilárdság-csökkenése. A kristályközi- és a szelektív korrózió az anyag szakítószilárdságát csökkentheti. A hidrogén-korrózió kristályközi repedéseket is okoz, a neutronsugárzás hatására az anyag rideggé válik, szintén robbanáshoz vezethet.

Robbanásveszélyes gőzök, gázok képződése. Ha a szerkezeti anyag megválasztását nem előzi meg a töltettel való kölcsönhatásának elemzése, robbanásveszélyes gőz vagy gáz keletkezhet.

Mérgező gőzök, gázok képződése. Ez is a helytelenül megválasztott szerkezeti anyag következménye.

A kész termék megfestése. A korrózió által létrehozott vegyület a töltetet zavarossá teheti, vagy megszínezheti. Ilyen hatásra igen kényesek a festékek, a textíliák és az élelmiszerek.

Az íz megváltozása. A korróziós termékek a töltetnek kellemetlen ízt adhatnak az élelmiszeriparban.